BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------------------------

NGUYỄN THỊ LAN ANH

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN NHÓM TIỀN CHẤT TẠO MÙI
(CAROTENOID, AXIT AMIN VÀ AXIT BÉO)
TRONG MỘT SỐ GIỐNG CHÈ VÙNG PHÚ THỌ

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. VŨ HỒNG SƠN

Hà Nội - 2014


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết ................................................................................................ 1
2. Mục đích của đề tài ....................................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................ 3

1.1. Giới thiệu về cây chè.................................................................................. 3
1.1.1. Tên gọi và nguồn gốc........................................................................... 3
1.1.2. Một số giống chè vùng Phú Thọ........................................................... 3
1.2. Thành phần hố học của lá chè................................................................... 5
1.2.1. Nhóm các tiền chất tạo mùi .................................................................. 6
1.2.1.1. Nhóm carotenoid............................................................................... 6
1.2.2. Các nhóm chất khác . ........................................................................... 10
1.2.2.1. Nước ................................................................................................. 10
1.2.2.2. Các hợp chất polyphenol ................................................................... 10
1.2.2.3. Các sắc tố.......................................................................................... 14
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước.................................... 14
CHƯƠNG 2:ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................... 21
2.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................. 21
2.2. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 21
2.2.1. Lấy mẫu ............................................................................................... 21
2.2.2. Xác định thành phần carotenoid trong lá chè........................................ 21
2.2.3. Phân tích thành phần axit amin trong lá chè ......................................... 24
2.2.4. Phân tích thành phần axít béo trong lá chè ........................................... 25
2.4. Phương pháp xử lí số liệu........................................................................... 26
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 27


3.1. Sự biến đổi thành phần carotenoid và axit amin của một số giống chè ở các
mùa vụ .............................................................................................................. 27
3.1.1. Thành phần carotenoid và axit amin của một số giống chè ở vụ mùa hè .. 27
3.1.2. Thành phần carotenoid và axit amin của một số giống chè ở vụ mùa thu. 29
3.1.3. Thành phần carotenoid và axit amin của một số giống chè ở vụ mùa xuân31
3.1.4. Sự biến đổi của các thành phần carotenoid và axit amin của các giống chè ở
các mùa vụ khác nhau ....................................................................................... 33
3.2. Sự biến đổi thành phần axit béo của một số giống chè ở các mùa vụ .......... 37

3.2.1. Thành phần axit béo của một số giống chè ở vụ mùa hè .......................... 37
3.2.2. Thành phần axit béo của một số giống chè ở vụ mùa thu......................... 39
3.2.3. Thành phần axit béo của một số giống chè ở vụ mùa xuân ...................... 41
3.2.4. Sự biến đổi của các thành phần axit béo của các giống chè ở các mùa vụ 43
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 49
Kết luận ............................................................................................................ 49
Kiến nghị: ......................................................................................................... 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 52
Tài liệu tiếng Việt ............................................................................................. 52
Tài liệu tiếng Anh ............................................................................................. 53
Tài liệu từ Internet ............................................................................................ 54


LỜI CẢM ƠN
Luận văn tốt nghiệp này được thực hiện tại Viện CN Sinh học – CN Thực
phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Vũ
Hồng Sơn, Trưởng Bộ môn Quản lý chất lượng, Viện CN Sinh học – CN Thực
phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
Để hoàn thành luận văn bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản thân tôi đã nhận
được sự giúp đỡ của các thầy cô, các anh chị, bạn bè đồng nghiệp và những em sinh
viên các khố đang làm nghiên cứu trên phịng thí nghiệm….
Trước hết, tơi xin được bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS Vũ
Hồng Sơn đã dành thời gian, cơng sức tận tình truyền đạt những kiến thức và trực
tiếp hướng dẫn trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp..
Tôi xin cảm ơn các thầy cô trong Viện Công nghệ sinh học & Công nghệ thực
phẩm đã tạo điều kiện cho tôi đi học thạc sỹ. Xin cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn
Quản lý chất lượng đã khích lệ, quan tâm và tạo mọi điều kiện cho tơi trong suốt
q trình học tập, nghiên cứu. Cảm ơn ThS. Hoàng quốc Tuấn giúp đỡ tôi trong thời
gian làm luận văn.
Xin bày tỏ sự biết ơn đến bố mẹ, chồng và các con gái tôi, những người thân

yêu trong gia đình đã động viên và chia sẻ, giúp tơi có đủ nghị lực vượt qua mọi
khó khăn trong cuộc sống để tơi làm việc, học tập và hoàn thành luận văn này.
Xin trân trọng cảm ơn !

Nguyễn Thị Lan Anh


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan tồn bộ bản luận văn này là kết quả nghiên cứu do bản thân
tôi cùng các cộng sự thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy cô và cộng tác của các
bạn đồng nghiệp, các em sinh viên. Những số liệu đưa ra là hồn tồn trung thực,
khơng vi phạm bản quyền của bất kỳ tác giả nào.

Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2014
Tác giả luận văn
NguyễnThị Lan Anh


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT
- BHT

: Butylated hydroxytoluene

- UV

: Ultraviolet
Tia tử ngoại

- HPLC


: High Performance Liquid Chromatography.
Sắc ký lỏng cao áp

- GC-MS/MS: Gas Chromatography – mass spectrometry.
Hệ thống sắc ký khí khối phổ
- GC

: Gas Chromatography.
Hệ thống sắc ký khí


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong lá chè..................................................... 5
Bảng 2.1. Chương trình Gradien ................................................................... 24
Bảng 3.1. Thành phần axit amin của một số giống chè vụ mùa hè ................ 28
Bảng 3.2. Thành phần axitamin của một số giống chè vụ mùa thu ................ 30
Bảng 3.3. Thành phần axit amin của một số giống chè mùa xuân ................. 32


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Lá chè xanh Việt Nam.......................................................................... 3
Hình 1.2. Giống chè Trung du.............................................................................. 4
Hình 1.3. Giống chè Shan Chất Tiền.................................................................... 4
Hình 1.4. Giống chè PH11 ................................................................................... 5
Hình 1.5. Cấu tạo α-carotene và β-carotene.......................................................... 7
Hình 1.6. Cấu tạo lycopene .................................................................................. 8
Hình 3.1. Thành phần carotenoid của một số giống chè vụ mùa hè .................... 27
Hình 3.2. Thành phần carotenoid của một số giống chè vụ mùa thu................... 29
Hình 3.3. Thành phần carotenoid của một số giống chè vụ mùa xuân ................ 31

Hình 3.4. Sự phân bố của các giống chè trong mặt phẳng chính thứ nhất ........... 33
Hình 3.5. Sự tương quan của các thành phần...................................................... 34
Hình 3.6. Sự biến đổi của thành phần β-carotene .............................................. 35
Hình 3.7. Sự biến đổi thành phần zeaxanthin ..................................................... 36
Hình 3.8. Thành phần axit béo của một số giống chè vụ mùa hè ........................ 38
Hình 3.9. Thành phần axit béo của một số giống chè vụ mùa thu....................... 40
Hình 3.10. Thành phần axit béo của một số giống chè vụ mùa xuân .................. 42
Hình 3.11. Sự phân bố của các giống chè trong mặt phẳng chính thứ nhất ......... 43
Hình 3.12. Sự tương quan của các thành phần axit béo trong các giống chè....... 44
Hình 3.13. Sự biến đổi thành phần axit béo của giống chè Trung du các mùa vụ
.......................................................................................................................... 45
Hình 3.14. Sự biến đổi thành phần axit béo giống chè Shan chất tiền các mùa .. 46
Hình 3.15. Sự biến đổi thành phần axit béo của giống chè PH11 các mùa vụ.... 47


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Chè (trà) là loại thức uống quen thuộc ở Việt Nam và nhiều nước châu Á từ
hàng ngàn năm. Ngày nay, chè cũng là loại thức uống phổ biến ở các nước khác
trên khắp thế giới. Là một quốc gia có truyền thống uống chè lâu đời, Việt Nam sản
xuất và tiêu thụ rất nhiều loại chè, từ các loại chè truyền thống cho đến các loại chè
được nhập khẩu.
Sản phẩm chè được chế biến theo các công nghệ khác nhau, tạo ra nhiều
loại sản phẩm như chè xanh, chè không lên men và chè lên men. Thị hiếu của người
tiêu dùng đối với các loại sản phẩm từ chè phụ thuộc rất nhiều vào mùi vị của sản
phẩm cuối cùng. Mùi của chè, các hợp chất bay hơi (volatile flavor compounds VFC) hình thành trong q trình chế biến, có một vai trị rất quan trọng ảnh hưởng
đến chất lượng chè thành phẩm và cuối cùng là tác động rất lớn đến giá của sản
phẩm đó.
Các hợp chất bay hơi có thể chia thành hai nhóm [26]: Nhóm chất I chủ yếu là
các chất được hình thành từ q trình phân giải lipid, nhóm chất này được xếp vào

nhóm chất tạo mùi khơng mong muốn (off-flavour) trong chè. Nhóm chất II, nhóm
chất làm tăng chất lượng mùi của chè đen, chủ yếu được tạo ra từ sự phân giải của
các terpenoid, carotenoid và axít amin. Mùi của chè phụ thuộc rất nhiều vào tỷ lệ
giữa hai nhóm chất này. Theo các nghiên cứu trước đây thành phần mùi rất phức tạp
trong chè đã được phát hiện và công bố. Phần lớn các hợp chất mùi được hình thành
trong quá trình chế biến chè và được tạo thành từ sự chuyển hóa của các chất
carotenoid, axít amin, axít béo khơng bão hịa và các terpene glycosides [17]. Trong
đó, trừ các axít béo khơng bão hịa, các chất trên đều là tiền chất tạo nên mùi vị đặc
trưng tạo ra chè có chất lượng cao.
Theo số liệu thống kê cho thấy, hiện nay ở Việt Nam đặc biệt là các vùng
miền núi phía Bắc đang trồng và sản xuất một lượng lớn sản phẩm chè đen. Vùng
nguyên liệu rộng lớn, phân bố ở các tỉnh thành khác nhau về mặt địa lý, khí hậu.

1


Bên cạnh đó, rất nhiều loại giống chè đang được trồng và nhiều chế độ công nghệ
khác nhau đang được áp dụng. Do đó, chất lượng chè đen khơng thể đồng nhất giữa
các vùng, nhà máy.
Vì vậy, vấn đề khoa học được đặt ra ở đây là cần có một nghiên cứu được tiến
hành để đánh giá sự khác biệt thành phần tiền chất tạo mùi trong chè nguyên liệu (lá
chè) do sự khác biệt vùng miền, địa lý, sự biến đổi thời tiết và giống chè. Do vậy,
việc nghiên cứu thành phần các tiền chất tạo mùi như carotenoid, axit amin và axit
béo trong lá chè là rất có ý nghĩa. Tuy nhiên để giải quyết vấn đề trên cần có sự
nghiên cứu từ phịng thí nghiệm, đưa các kết quả nghiên cứu trong phịng thí
nghiệm sang thực tế sản xuất ở quy mơ cơng nghiệp do đó tơi đã tiến hành thực hiện
đề tài:
“Khảo sát thành phần nhóm tiền chất tạo mùi (carotenoid, axít amin và axít
béo) trong một số giống chè vùng Phú Thọ”
2. Mục đích của đề tài

Xây dựng được cơ sở dữ liệu về hàm lượng và thành phần các tiền chất tạo
mùi (carotenoid, axit amin, axit béo) trong lá chè nguyên liệu từ một số giống chè ở
vùng Phú Thọ.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu thành phần và sự biến đổi của carotenoid và axit amin trong một
số giống chè vùng Phú Thọ vào các mùa vụ khác nhau.
- Nghiên cứu thành phần và sự biến đổi của axit béo trong một số giống chè
vùng Phú Thọ vào các mùa vụ khác nhau.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về cây chè
1.1.1. Tên gọi và nguồn gốc
Cây chè có tên khoa học là Camelia sinensis thuộc họ Theaceae, là loài cây mà lá
và chồi của chúng được sử dụng để sản xuất chè. Tên gọi sinensis có nghĩa là
"Trung Quốc" trong tiếng Latinh. Các danh pháp khoa học cũ cịn có Thea
bohea và Thea viridis. Camellia sinensis có nguồn gốc ở khu vực Đơng Nam Á,
nhưng ngày nay nó được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, trong các khu
vực nhiệt đới và cận nhiệt đới [2], [33].
-

Cây chè nằm trong hệ thống phân loại
khoa học như sau:
+ Giới: Plantea
+ Ngành: Magnoliopsida
+ Bộ: Ericale
+ Họ: Theaceae
+ Chi chè Camellia

+ Loài Camellia Ssinensis [41]
Hình 1.1. Lá chè xanh Việt Nam

Từ những tư liệu trong và ngoài nước của các nhà khoa học tự nhiên, sử học và xã
hội học kể trên đã cơng bố đến nay, có thể nhận thức mới về nguồn gốc cây chè sau
đây: Cây chè có nguồn gốc ở vùng khí hậu gió mùa Đơng Nam Á, bao gồm vùng
Tây Nam Trung Quốc, Bắc Myanmar, Bắc Lào và Bắc Việt Nam hiện nay. Cây chè
được phát hiện đầu tiên dùng làm dược thảo sau đó phát triển mạnh mẽ về công
nghệ chế biến thành nước trà, một thứ nước uống giải khát trên thế giới ngày nay đã
có trên 4000 năm lịch sử [3].
1.1.2. Một số giống chè vùng Phú Thọ
1.1.2.1. Giống chè Trung Du

3


Là giống chè địa phương được trồng ở vùng Trung du Phú Thọ. Thân gỗ nhỏ, lá to
trung bình dài 12-14 cm, rộng 5-7cm, trọng lượng búp trung bình 0.70 - 0.78g. Hàm
lượng tanin trên 26.3%, chất hoà tan 51,4%, cánh chè nhỏ, dễ xoăn. Khả năng
chống chịu hạn khá, chịu đất xấu vùng Trung du. Chế biến chè đen, chè xanh đạt
tiêu chuẩn xuất khẩu [37].

Hình 1.2. Giống chè Trung du
1.1.2.2. Giống chè Shan chất Tiền
Là giống vơ tính của Việt Nam, được chọn lọc từ tập đoàn chè Shan Hà Giang. Cây
có thân gỗ lớn, cành thưa to, tán rộng, lá dài 12,9cm, rộng 4,4cm, có 9 - 10 đơi gân
lá. Diện tích lá lớn 39,7cm2, thế lá ngang, màu xanh vàng, trọng lượng búp 1 tôm 3
lá 1,43g. Cây sinh trưởng khoẻ, thích ứng rộng, bật mầm sớm, hàm lượng tanin
31,56%, chất hoà tan 38,20%, hàm lượng cafein 2,56%, đường 2,65% và axít amin
0,36%. Làm ra chất lượng chè đen rất tốt [37]


Hình 1.3. Giống chè Shan Chất Tiền

4


1.1.2.3. Giống chè PH11
Được chọn lọc từ cá thể từ các giống chè có nguồn gốc Ấn Độ. Búp chè mập, có
màu xanh vàng sáng, ít lơng tuyết. Chiều dài búp tôm 3 lá (8.53cm ), khối lượng
búp tôm 3 lá lớn đạt 1.56g. Hàm lượng tanin cao đạt 38.25 %, hàm lượng axít amin
lại thấp đạt 1.58%. giống PH11 chế biến chè đen cho chất lượng tốt, khả năng
kháng sâu bệnh tốt [37]

Hình 1.4. Giống chè PH11
1.2. Thành phần hố học của lá chè
Thành phần hóa học của lá chè rất đa dạng và phong phú. Trong đó, có một số
lượng lớn các chất có giá trị sinh học cao. Các hợp chất này quyết định đến chất
lượng chè thành phẩm [41].
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong lá chè
Hàm lượng
Thành phần

% chất khô

Polyphenol

36

Methylxanthines


3,5

Aminoacids

4

Axit hữu cơ

1,5

Carotennoids

<0,1

Volatiles

<0,1

Carbonhydrate

25

Protein

15

5


Lignin


6,5

Lipids

2

Chlorophyll

0,5

Tro

5

1.2.1. Nhóm các tiền chất tạo mùi
1.2.1.1. Nhóm carotenoid
Carotenoid là một dạng sắc tố hữu cơ có tự nhiên trong thực vật và các loài sinh
vật cũng là thành phần tạo màu và tiền chất tạo mùi trong thực vật.
 Tính chất vật lý
Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá hình
thoi. Nhiệt độ nóng chảy cao: 130 – 2200C. Hịa tan trong chất béo, các dung môi
chứa Clo và các dung mơi khơng phân cực khác.
Tính hấp thụ ánh sáng: Chuỗi polyene liên hợp đặc trưng cho màu thấy được
của caroteinoid. Dựa vào quang phổ hấp thu của nó, người ta thấy khả năng hấp thụ
ánh sáng phụ thuộc vào nối đơi liên hợp, phụ thuộc vào nhóm C9 mạch thẳng hay
mạch vịng,cũng như vào nhóm chức gắn trên vịng. Ngồi ra trong mỗi dung mơi
hồ tan khác nhau, khả năng hấp thụ ánh sáng tối đa cũng khác nhau với cùng 1
loại. Khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh, chỉ cần 1 gam cũng có thể thấy bằng mắt
thường [1].

 Tính chất hóa học
Khơng hịa tan trong nước, rất nhạy đối với axit và chất oxi hóa, bền vững với
kiềm. Do có hệ thống nối đơi liên hợp nên nó dễ bị oxi hóa mất màu hoặc đồng
phân hóa, hydro hóa tạo màu khác.
Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu: nhiệt độ, ánh sáng, phản ứng oxi hóa
trực tiếp, tác dụng của ion kim loại, enzym, nước.
Dễ bị oxi hóa trong khơng khí nên cần bảo quản trong khí trơ, chân khơng. Ở
nhiệt độ thấp nên bao kín tránh ánh sáng mặt trời.
Carotenoid khi bị oxy hoá tạo hợp chất có mùi thơm như các aldehit khơng no
hoặc aceton đóng vai trị tạo hương thơm cho chè [1], [48].

6


 Phân loại carotenoid
Có 2 cách để phân loại carotenoid.
Dựa vào nguyên tố tạo thành chia carotenoid thành 2 loại:
+ Loại chỉ chứa C, H như: α, β -carotene, lycopen.
+ Loại có chứa nhóm chức có mặt O như lutein, xanthophyll...
 Carotene (C40H56):
-

Là chất màu thuộc nhóm màu carotenoid, trong đó β -carotene là loại quan trọng
nhất. β -carotene có màu vàng, có nhiều trong các lọai lá màu xanh đậm. Chính
màu vàng của β -carotene làm nền cho màu xanh của diệp lục tố đậm. Carotene

-

Là một loại hidratcacbon chưa bão hịa, gồm 18 ngun tử cacbon hình thành
một hệ thống các liên kết đơn, đơi xen kẽ, có 4 nhóm CH3 mạch nhánh. Các loại

carotene quan trọng là α -carotene, β -carotene và γ-carotene. Trong cấu trúc hóa
học của hợp chất β-carotene có 11 liên kết đơi xen kẽ với các liên kết đơn tạo
thành chromophore làm carotene có màu đỏ hoặc cam. α-carotene, β-carotene
có những vịng ionon khép kín, α-carotene có 1 vịng β-ionon và 1 vịng α-ionon,
β-carotene có cấu tạo đối xứng với 2 vịng β-ionon nên khi thủy phân cho 2 phân
tử vitamin A, còn các carotene khác khi thủy phân chỉ cho 1 vitamin A

Hình 1.5. Cấu tạo α-carotene và β-carotene
Tính chất hóa học và vật lý: Carotene dễ bị oxi hóa ngồi khơng khí, khơng tan
trong nước chỉ tan trong lipid và các dung môi hữu cơ.
 Lycopene:

7


Là một hydrocarbon khơng bão hịa đa (một anken khơng thay thế) và cũng là một
tetraterpen lắp ráp từ tám đơn vị isopren, hồn tồn bao gồm cacbon và hydro.

Hình 1.6. Cấu tạo lycopene
Tính chất hóa học và vật lý: Lycopene khơng hịa tan trong nước nhưng tan trong
dung mơi hữu cơ và các loại dầu. Nếu lycopene bị oxy hóa (ví dụ: bằng cách phản
ứng với các chất tẩy trắng hoặc axít), các liên kết đơi giữa các ngun tử carbon sẽ
bị phá vỡ, tách các phân tử và loại bỏ các chromophore.
 Xantophyl (C40H56On):
-

Là nhóm sắc tố màu vàng sẫm ở thực vật bậc cao, luôn đi kèm với caroten, cứ 1
caroten thì có 2 xantophyl. Cơng thức phân tử chung là C40H56On (n = 1-6).

-


Xantophyl là dẫn xuất của caroten, trong đó: Lutein (C40H56O6 ) là dẫn xuất của
α- caroten và zeaxantin là dẫn xuất của β- caroten
 Capxantin (C40H58O3):

-

Là chất màu vàng [1]. Có cơng thức cấu tao là C40H58O3 (3, 3’ –dihydroxy–β, κ
–carotene-6’ -one)
 Vai trò của carotenoid:

-

Carotenoid là một dạng sắc tố hữu cơ có tự nhiên trong thực vật và các lồi sinh
vật quang hợp khác như là tảo, một vài loài nấm và một vài loài vi khuẩn. Hiện
nay người ta đã tìm được 600 loại carotenoid, sắp xếp theo hai nhóm,
xanthophyl và carotene.

-

Con người không thể tự tổng hợp ra carotenoid mà sử dụng carotenoid từ việc sử
dụng thức ăn thực vật để bảo vệ bản thân. carotenoid giúp chống lại các tác nhân
oxy hóa từ bên ngồi.

8


-

Trong thiên nhiên có đến khoảng 600 loại carotenoid khác nhau, trong đó có 50

loại carotenoid trong thực phẩm. Thế nhưng trong máu của người có khoảng 15
loại được tìm thấy và chúng đang được chứng minh là đóng vai trị quan trọng
đối với đời sống con người.

-

Carotenoid là nhóm các hợp chất có cơng thức cấu tạo tương tự nhau và tác
dụng bảo vệ cơ thể cũng tương tự nhau. Carotenoid khá quen thuộc với con
người là β -carotene hay còn gọi là tiền chất của vitamin A. carotenoid khác như
lycopen, lutein và zeaxanthin... đang được rất quan tâm nghiên cứu.

1.2.1.2. Nhóm axit amin
Hàm lượng của các axit amin tự do (bao gồm cả amit) trong lá chè từ 1 - 5%.
Các thành phần nhiều nhất gồm: Theanine (Thea), Glutamine (GLN), Glutamic axít
(Glu), Arginine (Arg). L-theanine (N5-etyl-glutamine), là các axit amin tự do trong
trà.
Theanine khơng có trong protein khi thủy phân mà tồn tại ở trạng thái tự do,
nồng độ của nó chiếm đến 70% tổng axit amin tự do. Ngồi L-theanine, cịn có Dtheanine (lên đến 3% của tổng nồng độ theanine) trong chè. Mỗi axit amin tự do
(hoặc amit) tạo một hương vị riêng. Một số hợp chất dễ bay hơi được tìm thấy trong
trà là có nguồn gốc từ các axit amin tự do. Axit amin có thể được decarboxyl và
deamin để tạo ra các andehit. flavonoid, axit amin phân hủy tạo thành aldehyt, rượu
và axit cacboxylic [3], [31]
1.2.1.3. Nhóm axít béo
Trong lá chè tươi hàm lượng chất béo 4 - 9% chất khô glycolipids là thành
phần nhiều nhất chiếm hơn một nửa hàm lượng chất béo tổng số, tiếp theo là các
chất béo trung tính (khoảng 35%) và phospholipid (khoảng 15%).
Theo một vài nghiên cứu trước đây, axit béo chủ yếu trong lá chè gồm:
 Axit linolenic được tìm thấy chủ yếu trong phần galactolipid.
 Axit oleic và axít linoleic được tìm thấy chủ yếu ở phần lipid trung hòa
(triglyxerit) và phospholipid,

 Axit palmitic được tìm thấy trong phần phospholipid.

9


 Các axit khác có hàm lượng thấp như là axit lauric, axít myristic và axít
stearic được tìm thấy chủ yếu trong phần lipid trung hịa.
Thành phần các loại axít này trong lá chè thay đổi theo mùa vụ, giống, điều
kiện canh tác... Các axít béo khơng bão hịa, trong các nghiên cứu trước đây, được
xác định là tiền chất tạo ra các C6 aldehyde (n -hexanal, cis-3-hexanal, trans-2hexanal), alcohol (n-hexanol, cis-3-hexanol) và các aldehyde bão hòa như là
hexanal, heptanal, octanal, pentanal...
Hàm lượng chất béo chứa nhiều trong búp chè non, giảm dần trong các lá già
và trong thân cây gần như khơng có [5], [29]
1.2.2. Các nhóm chất khác .
1.2.2.1. Nước
Nước là thành phần hoá học quan trọng chiếm hàm lượng lớn trong cây. Nước
là dung mơi hồ tan các chất dinh dưỡng và là môi trường cho enzyme hoạt động.
Hàm lượng nước trong chè khoảng 75 – 80%, phụ thuộc vào giống, điều kiện canh
tác và tự nhiên.
Trong cùng năm, vào các thời gian khác nhau hàm lượng nước trong chè cũng
thay đổi, chè đầu vụ có hàm lượng nước cao hơn chè cuối vụ, vào các tháng giữa vụ
Hàm lượng nước trong lá chè giảm dần từ tôm đến các lá già (tôm 76.6%; lá
một 75.6%; lá hai 75.6% và lá ba 74.26%) [1] .
Khi cây chè được bón nhiều phân đạm thì hàm lượng nước tăng lên làm chất
lượng chè thấp và khi bón nhiều phân lân và phân kali thì hàm lượng nước giảm do
vậy mà chất lượng chè cao.
1.2.2.2. Các hợp chất polyphenol
Phenol là hợp chất thơm có nhóm hydroxyl đính trực tiếp với nhân benzene.
Khi trong phân tử có nhiều nhóm hydroxyl đính trực tiếp với nhân benzene thì
được gọi là polyhydroxylphenol (monome), nhiều monome gắn với nhau gọi là

polyphenol (polyme). Các hợp chất phenol tự nhiên trong chè có thể chia làm 3
nhóm chính:
+ Nhóm hợp chất C6 – C1 (axit galic)
+ Nhóm hợp chất C6 – C3 (axit cinamic: axit para – coumaric, axit cafeic)

10


+ Nhóm hợp chất C6 – C3 – C6 (catechin).
Polyphenol là một nhóm chất tự nhiên quan trọng, có nhiều ứng dụng trong
mọi lĩnh vực như là chất vận chuyển điện tử trong q trình hơ hấp, là chất điều
khiển, chất đặc trưng cho mỗi loài về màu sắc, mùi vị… polyphenol đóng vai trị
như những kháng thể chống lại tác nhân gây bệnh [32]. Nhiều polyphenol có hoạt
tính của vitamin P (như catechin trong chè) có tác dụng làm bền thành mạch, hạn
chế các hiện tượng chảy máu dưới da.
Polyphenol cịn là chất chống oxy hố, chúng tiếp nhận các gốc tự do sinh ra
trong quá trình bệnh lý, nói một cách khác polyphenol có khả năng ngăn chặn các
quá trình tạo gốc tự do gây bệnh. Nhiều polyphenol cịn được sử dụng trong cơng
nghiệp nhẹ như cơng nghệ mỹ phẩm…
Trong cây chè, polyphenol là thành phần hoá học chủ yếu chiếm khoảng 30%
khối lượng chất khô. Các hợp chất polyphenol trong lá chè chủ yếu là flavonoid.
Hàm lượng polyphenol trong đọt chè giảm dần từ búp xuống cuộng
+ 30 – 32% trong búp và lá đầu.
+ 25 – 28% trong lá thứ hai.
+ 16 – 22% trong lá thứ ba và thứ tư
+ 10 – 15% trong lá già và cuộng.
Hàm lượng polyphenol trong chè thay đổi theo từng mùa trong năm, vùng sinh thái
và chế độ chăm bón [2], [6], [8], [32]
1.2.2.2.1. Hợp chất Catechin
Catechin hay catechol là tên gọi chung cho các phenol có dạng flavan–3–ol

Đặc điểm cấu tạo của Flavan –3–ol (Flavanol – 3):
+ Không có nối đơi giữa C2 và C3.
+ Khơng có nhóm cacbonyl ở vị trí C4.
+ Có nhóm hydroxyl ở vị trí C3.
+ Có chứa 2 ngun tử cacbon bất đối (C2 và C3) nên catechin có các đồng
phân quang học và có hoạt tính quang học.

11


+ Các chất đại diện của nhóm catechin là catechin và gallocatechin có nhiều
trong chè và lá chè. Trong phân tử catechin và gallocatechin có 2 nguyên tử carbon
bất đối ở vị trí C2và C3, do đó tạo ra nhiều đồng phân quang học:
+ Catechin trong chè có tác dụng chống oxy hố tức là chống q trình oxy
hố dây chuyền sinh ra bởi các gốc tự do hoạt động, do đó catechin trong chè là
chất kìm hãm sự phát triển của khối u, chống phóng xạ và một số bệnh ung thư rất
tốt. Catechin chè làm tăng cường hoạt động của lách và gan. Điều đáng quý là
catechin chè là một chất không độc và chiếm tỷ lệ cao trong nhóm polyphenol
(chiếm khoảng 15–20% chất khơ và trên 70% tổng lượng polyphenol của lá chè).
+ Ngồi ra catechin cịn có vai trị hết sức quan trọng trong việc chế biến chè.
Các sản phẩm chè như chè đen, chè đỏ, chè vàng, chè xanh… với màu nước, hương
thơm và vị đặc trưng rất khác nhau, phụ thuộc vào mức độ và chiều hướng của phản
ứng oxy hoá bởi enzyme (và phi enzyme) các polyphenol có trong lá chè [1], [3],
[5]
1.2.2.2.2. Hợp chất Anthoxanthin
Các hợp chất anthoxanthin thuộc nhóm flavonol trong họ flavonoid. Các hợp
chất anthoxanthin có trong thực vật thường tồn tại ở cả hai trạng thái tự do và kết
hợp (hợp chất glycozit).
 Tính chất của anthoxanthin:
+ Hồ tan trong nước, ở dạng tự do nói chung khơng màu, ở dạng glycozit nói

chung có màu vàng sáng.
+ Tác dụng với Fe3+ tạo phức chất có màu xanh lá cây, sau chuyển sang màu
nâu. Tác dụng với chì axetat cho phức màu vàng xám. Hợp chất anthoxanthin rất
dễ bị oxy hố trong mơi trường kiềm và sau ngưng tụ để tạo sản phẩm màu đỏ.
+ Anthoxanthin tồn tại trong chè chủ yếu dưới dạng glycozit có vị đắng và
kích thích niêm mạc, làm se niêm mạc miệng, góp phần tạo vị chè.
1.2.2.2.3. Hợp chất Anthocyanin
Hợp chất anthocyanin đều thuộc nhóm flavonoid dẫn xuất croman. Trong thực
vật, hầu như các hợp chất anthocyanin đều tồn tại ở trạng thái kết hợp với các gốc
đường (glycozit)

12


Tất cả các anthocyanin đều có chứa trong vịng pyran oxy hoá trị tự do. Ở
trạng thái tự do, anthocyanin gồm 3 chất chủ yếu là pelargonidin, cyanidin và
delphinidin.
Các glycozit của anthocyanin được tạo thành do gốc đường glucoza, galactoza
hoặc ramnoza kết hợp với gốc aglycon có màu gọi là anthocyanindin.
Các anthocyanincó khả năng:
+ Hồ tan tốt trong nước và ln có trong nước ép thực vật.
+ Màu sắc của anthocyanin ln thay đổi phụ thuộc vào:
-

Số lượng nhóm –OH trong vòng benzene.

Tạo phức muối với các ion kim loại để cho màu khác nhau. Muối kali sẽ cho với
anthocyanin màu đỏ máu, muối canxi và magie sẽ cho với anthocyanin phức có
màu xanh.
-


pH mơi trường. pH >7 các anthocyanin cho màu xanh, pH <7 các anthocyanin
có màu đỏ.

Thời gian gia nhiệt. Khi gia nhiệt thời gian dài, các anthocyanin có thể bị phá huỷ
và mất màu.
+ Hợp chất anthocyanidin có vị đắng. Trong lá chè càng chứa nhiều
anthocyanidin thì vị càng đắng.
1.2.2.2.4. Hợp chất Leucoanthocyanin
Hợp chất leucoanthocyanin là sự kết hợp của các gốc Aglycol với gốc đường
glycosid. Thường gặp nhất trong chè là: leucocyanidin, leucodelphinidin.
1.2.2.2.5. Các axit phenol cacboxylic
Axit phenol cacboxylic là nhóm chất tự nhiên có trong thực vật. Trong phân tử
chúng có chứa nhóm phenol và nhóm cacbonyl.
Hàm lượng của các axit phenol cacboxylic trong lá chè khơng cao, tuy nhiên
chúng cũng góp phần tạo nên vị của chè.
1.2.2.2.6. Tanin
Là hợp chất polyphenol có trong thực vật có khả năng tạo liên kết bền vững với
các protein và các hợp chất hữu cơ cao phân tử như các amino axit và alkalo.
Phân loại: Tanin có thể chia thành hai loại chính:

13


 Tanin thuỷ phân được (tanin pyrogalic = galotanin).
+ Khi thuỷ phân bằng acid hoặc bằng enzim tanaza giải phóng ra phần đường
thường là glycose. Phần không đường là các axít. Cơ sở của phần axít là axít galic.
các axít galic có thể nối với nhau để tạo thành axít digalic, trigalic. Ngồi axít galic
cịn gặp các axít khác như axít ellagic, axít luteolic...
+ Phần đường và phần khơng đường nối với nhau theo dây nối este (không phải

dây nối axetal) nên người ta coi tanin là những pseudoglycosid.
+ Khi cất khô ở 180 - 2000C thu được pyrogalol là chủ yếu.
+ Cho tủa xanh đen với muối sắt III.
+ Cho tủa bơng với chì acetat 10%.
+ Thường dễ tan trong nước.
 Tanin không thuỷ phân được (Tanin ngưng tụ, Tanin pyrocatechic).
+ Khơng thuỷ phân được bằng các axít mà trái lại dễ tạo thành chất đỏ tanin gọi
là phlobaphen khơng tan (sản phẩm của sự trùng hợp hố và oxy hoá).
+Tanin loại này thường là chất trùng hợp từ catechin hoặc từ
leucoanthoxyanidin hoặc là những chất đồng trùng hợp của hai loại.
+ Cất khô cho pyrocatechin.
+ Cho kết tủa xanh với muối sắt III.
+ Khó tan trong nước hơn tanin pyrogalic.
1.2.2.3. Các sắc tố
Trong lá chè chứa nhiều sắc tố khác nhau, nhưng chủ yếu là diệp lục
(chlorophyl), sau đó là các sắc tố phụ bao gồm carotenoid và xanthophyll.
Chlorophyll tạo cho lá cây chè cũng như thực vật nói chung có màu xanh.
Chất màu này đóng vai trị quan trọng trong quá trình quang hợp để tạo ra các hợp
chất hữu cơ và tạo ra nguồn oxy tự do duy nhất trong khí quyển. Nhưng ngược lại
trong chè thành phẩm nếu hàm lượng chlorophyll cao sẽ gây ảnh hưởng xấu đến
chất lượng chè như mùi hăng, vị ngái, màu sắc nước pha.
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước
1.3.1. Trên thế giới
Các kết quả nghiên cứu về chè đen thành phẩm cho thấy hợp chất bay hơi được

14


tìm thấy chủ yếu thuộc nhóm chất aldehydes, alcohols và axít. Ngồi ra cịn phát
hiện thêm một số chất thuộc nhóm terpenoid, esters hoặc pyrolytic tuy nhiên hàm

lượng rất thấp.
Các kết quả nghiên cứu đã mô tả được thành phần bay hơi tạo mùi hương của
các loại chè đen sản xuất theo phương pháp CTC ở một số nước trên thế giới như
Ấn Độ, Kenya, Nga v.v và đưa ra các dự đốn về vai trị của từng cấu tử bay hơi đối
với chất lượng cảm quan chè đen dựa trên tính chất cơ bản của từng loại cấu tử.
Nhưng các nghiên cứu này chưa đi đến vấn đề chứng minh mối liên hệ giữa thành
phần chất bay hơi tạo mùi hương và thành phần nhóm tiền chất tạo mùi hương trong
nguyên liệu với chất lượng cảm quan mùi hương của chè đen. Các kết quả nghiên
cứu cũng chưa xác định cấu tử hương nào trong tổ hợp hương phát hiện được có vai
trị quan trọng ảnh hưởng chính đến chất lượng cảm quan mùi hương chè đen. Tuy
nhiên, kết quả của các nghiên cứu về thành phần bay hơi tạo mùi trong chè đen và
phương pháp thu nhận chất thơm trong nguyên liệu chè là cơ sở khoa học có giá trị
để tiến hành nghiên cứu tiếp theo về hương thơm trong chè đen như xây dựng mơ
hình dự đoán chất lượng hương thơm chè đen bằng phương pháp phân tích cơng cụ
kết hợp phương pháp đánh giá cảm quan và xử lý số liệu đa biến.
Có rất nhiều nghiên cứu chuyên sâu về sự biến đổi sinh hóa của các thành phần hóa
học trong q trình chế biến chè đen và sự ảnh hưởng của các thông số cơng nghệ
đến sự biến đổi sinh hóa trong q trình sản xuất. Hầu hết các nghiên cứu chủ yếu
tập trung nghiên cứu về sự biến đổi của nhóm chất polyphenol, đây là nhóm chất
chiếm tỉ lệ lớn trong thành phần của lá chè và có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất
cảm quan về màu và vị của chè đen. Trong khi đó, số lượng các nghiên cứu về biến
đổi sinh hóa của nhóm tiền chất tạo hương trong quá trình chế biến chè đen ít.
Các nghiên cứu về thành phần hợp chất bay hơi trong chè đen ảnh hưởng bởi
ngun liệu, cơng nghệ và có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng mùi thơm của chè
đen thành phẩm. Sự khác biệt về giống chè, địa lý và phương thức canh tác giữa các
nước, dẫn đến có sự khác biệt trong thành phần hóa học của chè nguyên liệu.


Sự biến đổi carotenoid trong lá chè


15


Trong q trình sản xuất có sự phân rã carotenoid để chuyển hóa thành các hợp
chất dễ bay hơi tạo mùi thơm mong muốn cho sản phẩm chè đen. Trong quá trình
thu hái và sản xuất, qua các phản ứng phân hủy carotenoid do các enzyme oxy hóa
diễn ra trong quá trình héo và lên men, trong các phản ứng nhiệt phân trong q
trình làm héo, làm khơ và q trình caroten tự oxy hóa để tạo ra các hợp chất thơm
tốt nâng cao chất lượng sản phẩm chè đen.
Sự hình thành chất thơm từ các loại carotenoid khác nhau theo các con đường
khác nhau và tạo ra các nhóm chất thơm khác.
+ β -ionon là một sản phẩm phân hủy chính của β -carotene.
+ β -ionon; α -ionon; 3 –hydroxy -5,6-epoxy ionon; 3, 5 –dihydroxy -4, 5dihydro-6,7-didehydro -α-ionon; andehit và xeton terpenoid linalool là các sản
phẩm phân hủy của các carotene khác trong lá chè [31].
+ Dihydro-actinidiolide 2.2.6-trimethylcyclohexanone, 5,.-epoxyionone, 2.2.6trimethyl-6-hydroxy cyclo hexanon và theaspiron được hình thành từ các q trình
oxy hóa các nhóm chính của carotene.
 Sự biến đổi axít amin trong lá chè
Aspartic, glutamic, serine, glutamine, tyrosine, valine, phenylalanine,
leucine, isoleucine và theanine (5-N-ethylglutamine) đã được tìm thấy là các axit
gốc amin có trong lá chè. Theanine một mình đóng góp khoảng 60% tổng hàm
lượng axít amin. Asparagin được hình thành trong quá trình héo chè. Các axit amin
đóng một vai trị quan trọng trong sự phát triển của hương thơm trà trong quá trình
chế biến chè đen. Trong quá trình sản xuất sự tương tác giữa các axít amin tự do
với đường dơn hoặc giữa các axit amin với tanin dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao
oặc các enzyme đặc hiệu xúc tác sẽ hình thành các aldehyde có mùi và tiếp tục
chuyển hóa tạo nên các cấu tử có mùi. Mùi của các aldehyde này phụ thuộc vào bản
chất của axit amin tham gia phản ứng [29].
Các hợp chất dễ bay hơi hình thành từ các axit amin trong quá trình chế biến :
+ Glycine


→

Formaldehyde

+ Alanine

→

acetaldehyde.

+ Valine

→

isobutyraldehyd.

16


+ Leucine

→

isovaleraldehyde.

+ Isoleucine →

2 -methylbutanol.

+ Methionine →


methional.

+ Phenyl alanine → phenylacetaldehyde.
 Sự biến đổi axít béo trong lá chè
Chất béo trong lá chè có hàm lượng nhỏ nhưng lại có ảnh hưởng lớn đến chất
lượng sản phẩm chè. Các axít béo trong lá chè tươi sẽ bị thủy phân, oxy hóa, tạo ra
các mùi khơng tốt cho cảm quan của sản phẩm chè đen.
Sự phân hủy các axit béo trong các cơng đoạn sản xuất chè đen khác nhau (héo,
vị, lên men và làm khô) khác nhau.
Sự phân hủy axit béo hoạt động mạnh trong q trình vị. Sự phân hủy cũng
diễn ra trong quá trình lên men và sấy khơ. Mức độ phân hủy axít béo phụ thuộc và
mức độ làm héo, vị của chè sản phẩm.
Sự có mặt của flavonoids và chất béo cũng như các enzym thủy phân và oxy hóa
trong búp chè đóng vai trị rất quan trọng trong việc tạo ra nhiều thuộc tính chất
lượng trong quá trình sản xuất chè đen. Mặc dù axit béo có hàm lượng thấp nhưng
sự chuyển hóa lipid và qui trình cơng nghệ quyết định sự tạo hương vị trong sản
phẩm chè đen. Sự oxy hoá chất béo và phản ứng tạo màu xuất hiện là đặc trưng
trong quá trình sản xuất chè đen truyền thống. Các axit béo chủ yếu như linolenic
axít chủ yếu được tìm thấy trong galactolipid, trong khi oleic và linoleic axit có
nguồn gốc từ các lipid trung tính và phospholipid. Axit palmitic được thấy cao nhất
trong các phần phospholipid và các axit béo nhỏ như lauric, myristic và stearic axit
cao hơn trong các phần lipid trung tính. Sản phẩm của q trình tự ơ xi hóa chất béo
trong q trình sản xuất tạo thành các chất thơm như hexanal, heptanal, nonanal,
pentanol v.v.
Các thành phần bay hơi này đã được các nghiên cứu chứng minh là có ảnh hưởng
đến việc làm suy giảm mùi thơm của chè đen thành phẩm [5].
1.3.2. Ở Việt Nam
Việt Nam là nước có sản lượng chè lớn được xuất khẩu chủ yếu tập trung vào
các nước thuộc khu vực Trung Đơng và Châu Á. Các thị trường có u cầu cao như


17